起重機車輪啃軌原因分析

郭磊 李悅

摘? ?要：對起重機車輪啃軌現(xiàn)象的危害進行了說明，并總結了車輪啃軌的各類原因，如：車輪的平行度、垂直度、跨距、對角線、直徑大小原因，起重機軌道原因，驅動系統(tǒng)原因和金屬結構變形原因。并對以上原因如何導致車輪啃軌進行了分析。最后介紹了防止啃軌的各類方法。嚴重的啃軌，會使車輪與軌道劇烈磨損，增加運行阻力，發(fā)出響聲，影響起重機的正常工作，甚至出現(xiàn)因起重機驅動力不夠，導致無法驅動。若車輪輪緣磨損嚴重，甚至會導致脫軌等現(xiàn)象，嚴重影響起重機的使用安全。

關鍵詞：起重機? 車輪啃軌? 車輪安裝及加工? 軌道安裝? 驅動系統(tǒng)? 金屬結構變形

中圖分類號：TH21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0036-02

起重機車輪啃軌的原因是多種多樣的，總體上分為車輪的安裝和加工問題，軌道安裝問題，驅動系統(tǒng)問題，金屬結構變形問題。

1? 車輪的安裝和加工引起的啃軌

1.1 車輪的平行度

車輪的平行度，如圖1，軌道長度方向中心線與車輪中心線呈α角。若車輪安裝超差，呈圖1中b和c的情況，車輪在朝A方向運行時，車體呈反時針方向扭斜。車輪朝B方向運行時，車輪呈順時針方向扭斜。圖1中d的情況，如果兩側車輪扭斜度一致，并且軌道中心線與兩個車輪的中心線平行時，車輪運行是不會跑偏的。只要保證輪緣與軌道側面有一定間隙，車輪是能夠正常運行的。但在實際生產中，這種情況存在的可能性極低。圖1中e的情況，就比較嚴重，車輪在朝A或B方向運行一段距離后，車體很快靠向一邊，運行的距離隨其扭斜度的增大而縮短。

1.2 車輪的垂直度

車輪的垂直度，軌道中心線與車輪中心線層呈β角。若垂直度超差，會造成車輪踏面上單位面積壓力加大，形成車輪滾動面不均勻的磨損，嚴重的時候會產生環(huán)形磨損，且車輪行駛過程中，會產生異響，造成車輪在軌道上不同區(qū)段，車輪總啃軌道一側的情況。

1.3 車輪跨距、對角線

如圖2中a情況，車輪一側直線性超差，導致跨距、對角線超差，會使車輪失去應有的竄動量，車體稍有不穩(wěn)，極易產生啃軌。當車體向A方向運行時，車輪3輪緣易啃軌道外側，由于車輪3輪緣是導向，車輪4不易啃軌。同理，當車體向B方向運行時，車輪4輪緣易啃軌道內側，由于車輪4輪緣是導向，車輪3不易啃軌。圖3中b情況，車輪跨距超差，車輪相對呈梯形，若車輪跨距超差正值，則啃軌道內側。若車輪跨距超差負值，則啃軌道外側。圖3中的c情況，車輪對角線超差，車輪相對位置呈平行四邊形，造成對角線位置上的車輪啃軌。在圖3中的b、c情況中，兩條軌道同時被啃外側或內側。當然，軌道跨度制造超差也會造成以上情況的出現(xiàn)，所以判別啃軌，也需對軌道跨度進行測量。

1.4 車輪直徑

車輪驅動時，主動車輪直徑不同，運行速度不能一致，造成啃軌嚴重。主動輪易做成錐形車輪，大端位于跨度內側，能夠起到自動調整速度的作用，但往往因制造費用問題，現(xiàn)極少采用錐形車輪，而是提高制造精度，保證車輪直徑公差。

2? 軌道安裝引起的啃軌

軌道的相對軌頂標高和直線性超差，軌道跨度超差，軌道頂部中心直線度超差，軌道接頭不平直和軌頂上部有油、冰霜等，都會造成啃軌。因軌道引起的啃軌其特點是發(fā)生在某一固定區(qū)域。

車輪在某一區(qū)域，兩側軌道內側或外側同時發(fā)生啃軌時，這種現(xiàn)象，發(fā)生在跨度內側時是軌道跨度較小，發(fā)生在外側時是軌道跨度過大。

當車輪運行在某區(qū)域，車體發(fā)生傾斜，造成一條軌道內側，一條軌道外側啃軌。而駛離該區(qū)域后，車體能夠自動走正，這種現(xiàn)象是啃軌區(qū)域內兩條軌道的相對軌頂標高相差較大，啃外側的軌道高，啃內側的軌道低。

當軌道上有油、冰霜等，或單邊軌道下沉。引起驅動輪大滑，使車體扭斜而啃軌。

3? 驅動系統(tǒng)引起的啃軌

由于驅動系統(tǒng)中傳動機構，如電機輸出轉速、減速機速比超差，聯(lián)軸器齒輪間隙不均或傳動軸上的鍵松動等，起動時有問題的驅動車輪相對滯后轉動，造成兩個主動車輪轉速不一致，而發(fā)生車體扭轉。若兩個主動車輪直徑超差較大，也會造成兩個主動車輪轉速不一致。如果制動器的松緊調整的不適當，特別是對分別驅動的兩個制動器抱閘松緊相差加大時，也易引起啃軌。

4? 金屬結構變形引起的啃軌

由于金屬結構的剛度設計問題，在起重機滿載時，造成車體變形，引起車輪對角線不等，車輪位置呈平行四邊形，造成車輪啃軌。

車輪啃軌的原因是多方面的，較少的是單獨存在，往往是綜合存在的，相互影響，彼此聯(lián)系。所以判斷車輪啃軌需要逐項檢查，反復測量。

綜上所述，根據(jù)啃軌的原因，不難得出車輪的直徑制造公差，車輪的安裝和軌道安裝公差必須控制在允許的范圍之內，根據(jù)起重機在整個使用壽命周期內的總運行距離而劃分公差等級，符合GB/T10183-2018《橋式和門式起重機制造及軌道安裝公差》中的相關規(guī)定。起重機金屬結構設計也應充分考慮滿載時的剛度超差而引起的車輪啃軌。傳動零部件的制造也應控制在相應的公差范圍之內。

參考文獻

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[3] GB10183-2018 橋式和門式起重機制造及軌道安裝公差[M].北京：中國標準出版社，2018.